GÜNEŞ PANELLERİ ÜZERİNE GELEN RÜZGAR YÜKLERİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK ARAŞTIRILMASI

Abstract

Günümüzdeki tüm endüstriyel sektörlerin ana girdisi enerji olması ve enerjideki darboğaz kaçınılmaz olarak endüstriyel sektörleri alternatif enerji arayıĢlarına yönlendirmektedir. Ayrıca günümüzde alternatif enerji kaynakları arasından öne çıkan alternatif, çevre dostu yenilebilir enerjidir. Konuyla ilgili son yıllarda artan çalıĢmalara bağlı olarak çok çeĢitli yenilebilir enerji uygulaması geliĢtirilmiĢtir. Uygulamadaki basitliği nedeniyle ticari alanda öne çıkan yenilebilir enerji uygulaması güneĢ enerjisidir. GüneĢ enerjisi uygulamalarında, sistemlerin temel bileĢeni güneĢ enerjisini toplayan helyostat, parabolik veya düz geometrideki toplayıcılardır. ĠĢletme sırasında tüm güneĢ toplayıcıları atmosferik koĢullarda rüzgâra maruz kalır. Toplayıcılar üzerinde rüzgârın temelde iki etkisi söz konusudur: (i) Toplayıcılar etrafında rüzgârın etkisiyle meydana gelen akıĢ alanındaki aerodinamik kuvvetlerin toplayıcı konstrüksiyonuna olası olumsuz etkileri ve (ii) yine rüzgârdan kaynaklı panel yüzeyinden meydana gelen zorlanmıĢ taĢınımla ısı transferi. Tez çalıĢmasının hedefi bir güneĢ paneli etrafındaki akıĢ karakteristiklerinin panele etki eden aerodinamik büyüklükler ile iliĢkisini saptamaktır. Bu çerçevede tez çalıĢmasının kapsamı; i)Farklı serbest akıĢ hızlarında veya reynolds sayılarında, panel etrafındaki akıĢ karakteristiklerinin aerodinamik büyüklükler üzerindeki etkisi ii)Panelin yatay yüzeye farklı montaj Ģekillerinin panel etrafındaki akıĢ karakteristikleri ve aerodinamik büyüklüklere etkisi iii) Farklı rüzgar atak açılarının panel etrafındaki akıĢ karakteristiklerine ve aerodinamik büyüklüklere etkisi Ģeklinde üç baĢlık altında toplanabilir. Tez kapsamında deneysel ölçümler yanında yukarı değinilen üç baĢlık altında 12 farklı akıĢ alanı için toplamda on sekiz tane CFD simülasyonu yürütülmüĢtür. Deneysel ölçüm ve simülasyonlar sonucunda panel etrafındaki akıĢ karakteristiklerinin aerodinamik kuvvetler ile iliĢkisi detaylı grafikler tespit edilmiĢtir. Tez çalıĢması sonucunda elde edilen çarpıcı sonuçlardan biri; akıĢ alanını belirleyen ana parametre, paneli yatay yüzeye bağlayan bağlantı sistemidir. Literatürde bir çok çalıĢmada olduğu gibi panel yatay yüzeye bağlantı Ģekli dikkate almayan hesaplamalarda, aerodinamik büyüklüklerin saptanmasında, %45’lere varan oranda ciddi hatalar söz konusudur.